مقدمه: تصویر ‌ برداری نوری مولکولی روش غیر تهاجمی است که در تشخیص بیماری‌ها در سطوح سلولی و ارزیابی عملکرد مولکولی در ارگان‌های زنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ‌بین روش‌های مختلف تصویربرداری مولکولی برش‌نگاری فلورسنت مولکولی (FMT) به ‌ عنوان یک روش غیر‌تهاجمی و دقیق با استفاده از پرتوهای غیر‌یونیزان معرفی شده است. این نوع تصویربرداری شامل یک دوربین سی‌سی‌دی به ‌ عنوان آشکارساز و یک منبع نوری می‌باشد که در دو جهت مخالف بدن حیوان کوچک قرار گرفته‌اند. در این تکنیک سلول مورد نظر با استفاده مادۀ فلورسنت نشان ‌ دار و توسط پرتوی لیزر تحریک می‌شود. برای دسترسی به اطلاعات مربوط به عمق و تراکم مادۀ فلورسنت نیازمند به الگوریتم‌های مناسب جهت بازسازی تصویر می‌باشد. منظور از بازسازی در تصویربرداری FMT تعیین شدت توزیع فلورسنت در عمق معین بافت مورد نظر است. مرحلۀ بازسازی شامل دو مرحلۀ Forward و Inverse می ‌ باشد. در مرحلۀ Forward با دانستن مکان چشمه می ‌ توان شدت فلورسنت رسیده به سطح بافت را تخمین زد و مرحلۀ Inverse شامل تخمین توزیع مکانی مادۀ فلورسنت با استفاده از شدت اندازه‌گیری ‌شده در سطح بافت می‌باشد. هدف این مقاله توسعۀ یک الگوریتم فوروارد سریع با استفاده از روش اجزای محدود برای سیستم تصویر ‌ برداری برش ‌ نگاری فلورسنت مولکولی است.

روش بررسی: الگوریتم فوروارد براساس تقریب دیفیوژن با استفاده از روش اجزای محدود برای یک محیط همگن در محیط متلب نوشته شد. برای تعیین عملکرد صحیح الگوریتم، به ‌ عنوان ورودی در مرحلۀ بازسازی نرم ‌ افزار NIRFAST قرارگرفت و با نتایج به‌دست‌آمده با این نرم‌افزار نیز مورد مقایسه قرار گرفت.

یافته‌ها: نتایج نشان دادند که الگویتم نوشته ‌شده با داده‌های به‌دست ‌آمده از نرم ‌ افزار NIRFAST مطابقت دارند و ضریب همبستگی بیش از 92/0 است. با توجه به مقادیر P.value اختلاف معنی ‌ داری میان نتایج الگوریتم پیشنهادی و نرم افزار مرجع مشاهده نشد.

بحث و نتیجه ‌ گیری: یک الگوریتم تقریبی برای حل معادلۀ‌ دیفیوژن دو ‌ بُعدی بر ‌ اساس روش اجزای محدود برای اجرای الگوریتم فوروارد FMT نوشته شد. این الگوریتم شامل ساخت فانتوم، ساخت مش، تعیین نقاط گره ‌ ای، تعیین مکان منبع و آشکارسازها، جای ‌ گذاری منبع فلورسنت، حل معادلۀ دیفیوژن با استفاده از تقریب گالرکین و محاسبۀ شدت رسیده به سطح بود. با ‌ توجه به نتایج به‌دست ‌ آمده از الگوریتم پیشنهادی و مقایسه با نتایج نرم ‌ افزار NIRFAST می‌توان نتیجه گرفت که این الگوریتم از سرعت و دقت بالایی برخوردار است. این الگوریتم برای برنامۀ بازسازی در روش FMT می ‌ تواند مورد استفاده قرار گیرد.